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規則性マクロポーラス酸化物担体を用いた固体高分子形燃料電池の高耐久・高性能化

使用规则大孔氧化物载体的聚合物电解质燃料电池的高耐久性和高性能

基本信息

批准号：
22K20482
负责人：
平野知之
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

研究初年度である2022年度は，高活性かつ高耐久性を有する次世代型の固体高分子形燃料電池（PEFC）用電極触媒の開発に向けて，火炎法を用いた酸化物触媒担体の（1）高比表面積化と（2）マクロポーラス化の検討を行った。（1）酸化物触媒担体の高比表面積化：酸化物ナノ粒子をPEFC用触媒担体に使用するためには，ネットワーク構造を維持しながら高比表面積を有することが求められる。本研究では，燃焼条件（燃料種，酸化剤割合，発熱量など）を調整することにより，酸化物ナノ粒子の凝集度と比表面積の制御を行った。火炎合成における燃焼エンタルピー密度を4.87 kJ/g-gasとすることにより，ネットワーク構造を有しつつ高比表面積を有する酸化物ナノ粒子が得られた。また，得られた酸化物ナノ粒子を触媒担体に用いて，単セルにより発電性能評価を実施し，既存のカーボンとの比較を実施した。発電性能はカーボンに及ばないものの，酸化物への触媒担持量を調整することで活性を示すことを明らかにした。（2）酸化物触媒担体のマクロポーラス化：市販のTiO2ナノ粒子をモデル材料として，火炎法を用いたマクロポーラス粒子の合成を試みた。造孔剤にはポリメタクリル酸メチル（PMMA; 400 nm）を使用した。また，PMMAの急速な反応を防ぎ，十分な自己組織化を誘発するために，火炎の発熱量を減少させて合成実験を行った。また独自に開発した火炎合成プロセスにより，火炎と粒子との直接接触を防いだ。PMMA濃度，粒子捕集位置，火炎内滞留時間を調整することで，粒子内に規則的にマクロ孔を有するマクロポーラスTiO2粒子が得られた。マクロポーラス粒子を構成するTiO2ナノ粒子は焼結しており，強固な骨格を形成していた。

At the beginning of the study, in the year 2022, high activity and high durability were used in the next generation solid polymer fuel cell (PEFC). The fire method was carried out with sulfuric acid catalyst carrier (1) high specific surface activity (2) high specific surface activity (2) high specific surface active carbon (2). The main results are as follows: (1) the high specific surface area of acidified catalyst support: acidified particles PEFC using the catalyst support to maintain the high specific surface area. In this study, the combustion conditions (fuel type, acidizing temperature, temperature temperature) were used to adjust the temperature and temperature, and the agglutination degree of acidified particles was higher than that of the surface. Fire-induced synthesis of high specific surface area, high specific surface area, high specific surface area, It is necessary to use the acid compound, the particle catalyst, the catalyst carrier, the catalyst carrier and the catalyst carrier. The performance, the catalyst capacity, the catalyst capacity, the activity, the performance, the catalyst capacity, the acidizing capacity, the catalyst capacity, the activity, the activity, the performance, the performance, the catalyst capacity, the catalyst capacity, the activity, the activity, the performance, the performance, the catalyst capacity, the catalyst capacity, the activity, the activity, the performance, the performance, the catalyst capacity, the catalyst capacity, the activity, the performance, the catalyst capacity, the catalyst capacity, the activity, the activity, the performance, the catalyst capacity, the catalyst capacity, the activity, the performance, the performance, the catalyst capacity, the activity, the activity, the performance, the catalyst capacity, the activity, the activity, (2) acidified catalyst carrier: the TiO2 catalyst was used to synthesize particles and materials, and the fire method was used to synthesize particles. The use of PMMA; 400 nm is better than that of drilling. The PMMA has made a rapid response to the prevention and control of the disease, and it is very important to organize its own system. The amount of fire is less than that of the fire. Fire particles are in direct contact with fire prevention drugs. The temperature of PMMA, the position of particle trapping, the time of residence in the fire, the trap hole of the intra-particle rule, the trap hole of the intra-particle rule, the temperature of the TiO2 particle, and the time of residence in the fire. The particles are shaped into TiO2 particles, and the bone lattice is strengthened to form the particles.